基于Blackfin的圖像處理解決方案

分級(jí)的存儲(chǔ)空間。Blackfin具有L1和L2兩級(jí)Cache，對(duì)于一些不適合使用DMA操作的數(shù)據(jù)，可以采用數(shù)據(jù)/代碼緩沖的模式來(lái)加快處理速度;

豐富的外設(shè)功能。Blackfin具有高速的串/并行數(shù)據(jù)接口，可以無(wú)縫的連接其它高速器件;

安全方面，Blackfin Lockbox Secure Technology利用軟硬件相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種安全保護(hù)功能。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行鑒定的公共密鑰存儲(chǔ)于單次可編程(OTP)內(nèi)存中的用戶可編程區(qū)域，這種存儲(chǔ)方式可以由OEM來(lái)控制和定義。同時(shí)由于其具有可編程性，使指令集可實(shí)現(xiàn)豐富的軟件加密算法，意味著相同的裝置能支持多種內(nèi)容保護(hù)格式。故該技術(shù)可從來(lái)源的驗(yàn)證、內(nèi)容的完整性、機(jī)密性以及可更新性等多方面為整個(gè)視頻監(jiān)控設(shè)備提供一個(gè)安全環(huán)境;低功耗、低成本也是Blackfin擁有突出性價(jià)比的制勝法寶。

基于以上技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)由于其強(qiáng)大的多媒體處理能力、專(zhuān)業(yè)的算法支持、和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使Blackfin不僅能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的自動(dòng)對(duì)焦等3A1B算法，還能夠執(zhí)行復(fù)雜的如自動(dòng)精選代碼等計(jì)算密集型算法，尤其在對(duì)處理器要求極高的智能視頻監(jiān)控等產(chǎn)品中更發(fā)揮著出色的作用。

僅以智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品為例，盡管已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展，智能視頻分析領(lǐng)域目前仍無(wú)公認(rèn)的最優(yōu)方法。其自身研究?jī)?nèi)容的復(fù)雜性，使得算法復(fù)雜度高，適用范圍有限，研究方法和工具多樣，沒(méi)有魯棒性、準(zhǔn)確度、速度都符合需求的普遍方法。同時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和分布式處理的要求，以及大規(guī)模工程安裝對(duì)成本、體積和功耗的限制，使運(yùn)算能力和帶寬都在不斷提高的嵌入式處理器成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流選擇。而非標(biāo)準(zhǔn)化的智能視頻分析，正是DSP的用武之地。

Blackfin的幾十個(gè)DMA通道和可靈活配置的Cache很好地滿足了視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)大運(yùn)算量，高數(shù)據(jù)吞吐率的要求。10級(jí)流水線使得Blackfin有很強(qiáng)的指令并行執(zhí)行能力。零開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)控制指令讓系統(tǒng)中的大量循環(huán)跳轉(zhuǎn)不再消耗任何處理器的時(shí)鐘周期。利用這些優(yōu)勢(shì)，real解碼器的idct4×4算法在Blackfin上速度提高了7倍。

另外，視頻數(shù)據(jù)也有其自身的特性。在不同的顏色空間內(nèi)，表示像素的每個(gè)分量通常是8位寬度。Blackfin的4個(gè)視頻算術(shù)運(yùn)算單元和視頻像素指令集大大加速了視頻運(yùn)算速度。一條視頻像素操作指令可以在一個(gè)周期內(nèi)完成4對(duì)視頻數(shù)據(jù)分量的加法、減法、加減混合、取平均值或者相減并求絕對(duì)值等11種視頻像素運(yùn)算。這些運(yùn)算在編解碼算法中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、loopfilter和智能視頻分析的各種算法中大量應(yīng)用。在智能視頻分析的一些基礎(chǔ)算子中，如直方圖統(tǒng)計(jì)，中值運(yùn)算，Sobel運(yùn)算，形態(tài)學(xué)中的膨脹運(yùn)算等都可以利用Blackfin的MIN,MAX指令來(lái)消除條件跳轉(zhuǎn)，節(jié)省處理器周期。不僅如此，Blackfin還支持13種非視頻數(shù)據(jù)的向量運(yùn)算。適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在前背景分離、閾值計(jì)算和更新等多個(gè)環(huán)節(jié)都可以運(yùn)用Blackfin的特色指令從而使智能視頻分析的算法更加快捷。這些有效的指令中，大部分指令都能并行執(zhí)行，使Blackfin的處理能力再加倍。

應(yīng)用方面，由南京新奕天科技有限公司與香港大學(xué)合作開(kāi)發(fā)出的基于Blackfin系列最新產(chǎn)品BF561的一流智能視頻監(jiān)控設(shè)備ThinkSmart已經(jīng)推向市場(chǎng)。其中BF561獨(dú)特的雙核設(shè)計(jì)使ThinkSmart在處理核上能獨(dú)立的運(yùn)行圖像處理和系統(tǒng)控制任務(wù)，從而達(dá)到最佳的整體性能，使此款產(chǎn)品能夠簡(jiǎn)單而又有效檢測(cè)威脅或閑雜訪客，實(shí)現(xiàn)一系列智能化視頻監(jiān)控功能。

Blackfin系列處理器在圖像處理方面，尤其是應(yīng)對(duì)智能化的技術(shù)挑戰(zhàn)方面，是眾多應(yīng)用廠商的理想之選。ADI公司也在努力通過(guò)最新的CMOS深亞微米工藝尺度、更深的流水線、多內(nèi)核、每個(gè)核心更多的計(jì)算單元，以及充分利用信號(hào)處理加速引擎，繼續(xù)提高Blackfin系列的性能，增強(qiáng)其在性價(jià)比和性能功耗比方面的領(lǐng)先地位。